Зои Салдана родилась в Нью-Джерси, в семье доминиканца и пуэрториканки. Зои имеет ливанские, ирландские, ямайские и индийские корни. Зои одинаково хорошо владеет двумя языками — испанским и английским. Бо́льшую часть своего раннего детства она провела в Куинсе, Нью-Йорк. После того, как её отец погиб в автокатастрофе, когда ей было 9 лет, она переехала со своей матерью в Доминиканскую Республику. Салдана поступила в одну из самых престижных школ танца в Доминиканской Республике, где она училась балету и современным латиноамериканским танцам. После окончания школы её семья переехала обратно в Куинс.
В 1995 она начала выступать с театральной труппой Faces в Бруклине, в этих представлениях затрагивались близкие подросткам темы, такие как наркомания и подростковая сексуальность. В это же время она выступала в Нью-Йоркском Молодёжном театре, что привело к тому что её пригласили в актёрское агентство. Талант к танцам и актёрское мастерство помогли Зои получить первую роль на большом экра